JP2010008760A - Optical scanner and image-forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用される光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device applied to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus including the same.
複合機等の画像形成装置は、画像情報に基づいた所望の画像を得るために、感光体を帯電装置で帯電した後、画像情報に応じて、光走査装置によって感光体上を光ビームで走査して、感光体に静電潜像を形成する。画像形成装置の光走査装置は、その筐体内に、光ビームを出射する発光源からの光を感光体に収束させるための結像レンズ等の各種レンズと、光ビームを所定の経路に導く各種ミラーと、を有する。このような光走査装置を構成する結像レンズは、樹脂材料を射出成形することで得ることができる。この結像レンズとしては、主走査方向に長い長尺レンズがある。また、結像レンズは、所望の形状/大きさの光ビームで感光体を走査するために、発光源等と共に、筐体内において位置決めする必要がある。 In order to obtain a desired image based on image information, an image forming apparatus such as a multifunction peripheral charges the photosensitive member with a charging device, and then scans the photosensitive member with a light beam by an optical scanning device according to the image information. Thus, an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor. The optical scanning device of the image forming apparatus includes, in its housing, various lenses such as an imaging lens for converging light from a light emitting source that emits a light beam on a photosensitive member, and various types of light beams that guide the light beam to a predetermined path. And a mirror. The imaging lens constituting such an optical scanning device can be obtained by injection molding a resin material. As this imaging lens, there is a long lens that is long in the main scanning direction. In addition, the imaging lens needs to be positioned in the casing together with the light source and the like in order to scan the photosensitive member with a light beam having a desired shape / size.
特許文献1に開示の光走査装置では、樹脂製の長尺レンズの光学箱への固定の際に、レンズの長手方向中央に設けた位置決め突起を、光学箱に設けた2つの基準ピンの間に嵌合させて、レンズの上記長手方向に関する位置決めを行うことを開示している。
しかしながら、特許文献1のように、位置決め突起を長尺レンズの中央に設けると、射出成形装置でレンズを成形する際、成形樹脂の流れが悪くなり、結像レンズに歪みや反りなどが発生してしまう。この場合、当該レンズを備える光走査装置を画像形成装置に用いると、画像の歪みや画質劣化が起きてしまう。
また、組み立てコストの観点から、光走査装置の筐体へのレンズの取付けが簡単であることが望ましい。
However, if the positioning protrusion is provided at the center of the long lens as in Patent Document 1, the flow of the molding resin is deteriorated when the lens is molded by the injection molding apparatus, and the imaging lens is distorted or warped. End up. In this case, if an optical scanning device including the lens is used in an image forming apparatus, image distortion and image quality degradation occur.
From the viewpoint of assembly cost, it is desirable that the lens can be easily attached to the housing of the optical scanning device.
本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであり、レンズを筐体内に有するものであって、筐体へのレンズの組付けが容易であり、さらに、レンズが射出成形装置での成形の際にレンズ面を成形する樹脂の流動性を阻害されない構造を有し、レンズの歪みや反りなどの発生を防止することができる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, has a lens in a housing, and is easy to assemble the lens to the housing. Further, the lens is an injection molding apparatus. An optical scanning device that has a structure that does not hinder the fluidity of the resin that molds the lens surface during molding, and that can prevent distortion and warpage of the lens, and an image forming apparatus including the same The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、発光源からの光ビームで少なくともレンズを介して感光体を走査する光走査装置において、前記レンズは、前記感光体に対する主走査方向に長い長尺レンズを含み、当該レンズの少なくとも一つが、レンズの長手方向のレンズ有効領域外の両端に形成される支持端部を有し、前記両端に形成された支持端部の一に、レンズに対するビームの入射方向或いは射出方向の側面から突出する第1突起を有し、該第1突起により、前記レンズを支持する筐体に対し前記レンズの長手方向の位置決めがされることを特徴としたものである。 In order to solve the above-described problem, a first technical means of the present invention is an optical scanning device that scans a photosensitive member through a lens with a light beam from a light emitting source, wherein the lens performs main scanning with respect to the photosensitive member. A long lens in the direction, and at least one of the lenses has support end portions formed at both ends outside the lens effective area in the longitudinal direction of the lens, and one of the support end portions formed at the both ends. And a first protrusion protruding from a side surface in the direction of incidence or emission of the beam with respect to the lens, and the first protrusion positions the lens in the longitudinal direction with respect to a housing supporting the lens. It is what.
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記筐体には、前記レンズの前記両端を保持する一対の凹所が対向して形成され、前記凹所は、前記レンズの前記支持端部が差込まれる上方の開口部と、互いに対向し差込まれたレンズの前記支持端部を受容する側方の開口部を有し、当該凹所を形成する互いに対向する一側の側壁に前記第1突起が嵌合する溝が形成され、前記レンズは、前記凹所の上方の開口部から差込まれ、前記第1突起が前記溝に嵌合し、前記筐体に対し前記レンズの長手方向の位置決めがされて装着されることを特徴としたものである。 According to a second technical means, in the first technical means, the casing is formed with a pair of recesses that hold the both ends of the lens so as to face each other, and the recesses are the support ends of the lens. An upper opening into which the portion is inserted, and a side opening that receives the support end of the lens that is opposed to each other, and that is formed on the side walls facing each other that form the recess. A groove into which the first protrusion is fitted is formed, the lens is inserted from an opening above the recess, the first protrusion is fitted into the groove, and the lens is inserted into the housing. It is characterized by being mounted after being positioned in the longitudinal direction.
第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記レンズが、さらに、前記両端の前記支持端部の前記第1突起が設けられた側の側面に前記第1突起よりも短い第2突起を有し、当該第2突起が前記凹所を形成する互いに対向する一側の壁面に当接することにより、前記筐体に対し前記レンズに対するビームの入射方向或いは射出方向の位置決めがされて装着されることを特徴としたものである。 According to a third technical means, in the second technical means, the lens further includes a second protrusion shorter than the first protrusion on a side surface of the support end at the both ends where the first protrusion is provided. And the second projection is in contact with the opposite wall surfaces forming the recess, so that the beam is positioned relative to the lens in the direction of incidence or exit of the beam. It is characterized by that.
第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記第2突起が、前記第1突起が設けられた前記支持端部に、レンズが差込まれる方向に対して前記第1突起より前方に1つ設けられ、前記第1突起が設けられた前記支持端部と反対側の前記支持端部に、前記レンズが差込まれる方向に並べられた形態で2つ設けられることを特徴としたものである。 According to a fourth technical means, in the third technical means, the second protrusion is forward of the first protrusion with respect to the direction in which the lens is inserted into the support end provided with the first protrusion. One is provided, and two are provided on the support end opposite to the support end on which the first protrusion is provided, arranged in the direction in which the lens is inserted. It is.
第5の技術手段は、第2乃至第4のいずれか1の技術手段において、前記レンズの両端の支持端部が前記凹所に差込まれ、前記第1突起が設けられた前記支持端部の底部と前記凹所の底部が接着固定されることを特徴としたものである。 According to a fifth technical means, in the technical means according to any one of the second to fourth technical means, the support end portions at which both ends of the lens are inserted into the recesses and the first protrusions are provided. The bottom of the recess and the bottom of the recess are bonded and fixed.
第6の技術手段は、第1乃至第5のいずれか1の技術手段において、前記レンズが、前記レンズの前記第1突起が設けられた前記支持端部と反対側の前記支持端部に対応してゲートが設けられた金型を用いて射出成形されることを特徴としたものである。 According to a sixth technical means, in any one of the first to fifth technical means, the lens corresponds to the support end opposite to the support end provided with the first protrusion of the lens. Thus, injection molding is performed using a mold provided with a gate.
第7の技術手段は、第1乃至第6のいずれか1の技術手段において、前記第1突起が円筒形状であることを特徴としたものである。 A seventh technical means is any one of the first to sixth technical means, wherein the first protrusion has a cylindrical shape.
第8の技術手段は、第2乃至第7のいずれか1の技術手段において、前記凹所が、前記筐体に一体に形成されていることを特徴としたものである。 The eighth technical means is any one of the second to seventh technical means, wherein the recess is formed integrally with the casing.
第9の技術手段は、画像形成装置であって、第1乃至第8のいずれか1の技術手段の光走査装置を備えることを特徴としたものである。 A ninth technical means is an image forming apparatus, and includes the optical scanning device of any one of the first to eighth technical means.
本発明の光走査装置によれば、位置決め冶具等を用いずに、筐体にレンズを容易に組付けることができる。また、射出成形装置でレンズを成形する際、成形樹脂の流動性が阻害されないので、レンズに歪みや反りなどの発生を防止することができる。そのため、光走査装置を画像形成装置に適用したときに、画像の歪みなどの画質劣化の発生を防止することができる。 According to the optical scanning device of the present invention, the lens can be easily assembled to the housing without using a positioning jig or the like. Further, when the lens is molded by the injection molding apparatus, the flowability of the molding resin is not hindered, so that the lens can be prevented from being distorted or warped. Therefore, when the optical scanning device is applied to the image forming apparatus, it is possible to prevent the occurrence of image quality degradation such as image distortion.
図1は、本発明の光走査装置を備えた画像形成装置の構成例を示す断面図である。画像形成装置1は、外部から伝達された画像データ等に応じて、所定のシート(記録用紙)に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体2と、自動原稿処理装置3とにより構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an image forming apparatus including an optical scanning device according to the present invention. The image forming apparatus 1 forms a multicolor image and a single color image on a predetermined sheet (recording paper) in accordance with image data transmitted from the outside. The image forming apparatus 1 includes an apparatus main body 2 and an automatic document processing apparatus 3. It is comprised by.
自動原稿処理装置3は、装置本体2の上部の原稿載置台4の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置3は矢印M方向に回動自在に構成され、原稿載置台4の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
装置本体2は、本発明に係る光走査装置に該当する後述の露光ユニット5を有する。また、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、帯電器6、現像器7、感光体ドラム(以下、感光体)8、クリーナユニット9は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれK,C,M,Yに設定されている。
The automatic document processing device 3 automatically conveys a document onto a document placing table 4 at the top of the apparatus body 2. Further, the automatic document processing device 3 is configured to be rotatable in the direction of arrow M, and the document can be placed manually by opening the document table 4.
The apparatus main body 2 has an exposure unit 5 described later corresponding to the optical scanning apparatus according to the present invention. Further, the image data handled in the image forming apparatus corresponds to a color image using each color of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y). Accordingly, four chargers 6, developing devices 7, photoreceptor drums (hereinafter referred to as photoreceptors) 8, and cleaner units 9 are provided to form four types of latent images corresponding to the respective colors. C, M, and Y are set.
露光ユニット5は、帯電器6によって帯電された感光体8を入力された画像データ等に応じて光ビームで露光することにより、感光体8の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。露光ユニット5の構成は、後述して具体的に説明する。
帯電器6は、感光体8の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。現像器7はそれぞれの感光体8上に形成された静電潜像を4色(YMCK)のトナーにより顕像化するものである。また、クリーナユニット9は、現像・画像転写後における感光体8上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
The exposure unit 5 exposes the photosensitive member 8 charged by the charger 6 with a light beam according to input image data or the like, thereby forming an electrostatic latent image corresponding to the image data on the surface of the photosensitive member 8. Has the function of forming. The configuration of the exposure unit 5 will be specifically described later.
The charger 6 is a charging unit for uniformly charging the surface of the photoconductor 8 to a predetermined potential. The developing unit 7 visualizes the electrostatic latent image formed on each photoconductor 8 with toner of four colors (YMCK). The cleaner unit 9 removes and collects toner remaining on the surface of the photoconductor 8 after development and image transfer.
感光体8の上方に配置されている中間転写ベルトユニット10は、各感光体8に接触するように設けられている中間転写ベルト11に、感光体8に形成された各色のトナー像を順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像(多色トナー像)を形成する機能を有している。中間転写ベルト11は、中間転写ベルト駆動ローラ12、中間転写ベルト従動ローラ13及び中間転写ローラ14により張架されて駆動される。感光体8から中間転写ベルト11へのトナー像の転写は、中間転写ベルト11の裏側に接触している中間転写ローラ14によって行われる。中間転写ローラ14には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
The intermediate
上述のように、各感光体8上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト11で積層される。積層された画像情報は、中間転写ベルト11の回転によって、用紙と中間転写ベルト11の接触位置に配置される転写ローラ15によって用紙上に転写される。このとき、中間転写ベルト11と転写ローラ15は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ15にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)。また、上記のように、感光体8に接触することにより中間転写ベルト11に付着したトナー、もしくは転写ローラ15によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト11上に残存したトナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット16によって除去・回収される。
As described above, the electrostatic images visualized in accordance with the hues on the photoconductors 8 are stacked on the
給紙カセット17は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、装置本体2の露光ユニット5の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット18にもシートを置くことができる。また、装置本体2の上方に設けられている排紙トレイ19は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
The
また、装置本体2には、給紙カセット17及び手差し給紙カセット18のシートを転写ローラ15や定着ユニット20を経由させて排紙トレイ19に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Sが設けられている。給紙カセット17ないし手差し給紙カセット18から排紙トレイ19までの用紙搬送路Sの近傍には、ピックアップローラ21、複数の搬送ローラ22、レジストローラ23、転写ローラ15、定着ユニット20等が配されている。
Further, the apparatus main body 2 has a substantially vertical sheet conveyance path S for feeding the sheets of the
搬送ローラ22は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Sに沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ21は、給紙カセット17や手差し給紙カセット18の端部近傍に備えられ、給紙カセット17や手差し給紙カセット18からシートを1枚ずつピックアップして用紙搬送路Sに供給する。
また、レジストローラ23は、用紙搬送路Sを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体8上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ15に搬送する機能を有している。
The
The
定着ユニット20は、ヒートローラ24及び加圧ローラ25でトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。また、定着ユニット20には、ヒートローラ24を外部から加熱するための外部加熱ベルト26が設けられている。定着ユニット20を通過することによって未定着トナーが熱で溶融・固着されたシートは、例えば、その下流側の用紙搬送路Sに配された搬送ローラ22を経て排紙トレイ19上に排出される。
The fixing
次に、光走査装置の構成例(すなわち露光ユニット5の構成)について図2〜図4を用いて詳細に説明する。図2及び図3はそれぞれ、図1の露光ユニット5を上面及び側面から見た筐体内部の要部を概略的に示す図である。図3では、感光体8とともに示している。図4は、上蓋を外した状態での露光ユニット5の要部の斜視図である。 Next, a configuration example of the optical scanning device (that is, a configuration of the exposure unit 5) will be described in detail with reference to FIGS. FIGS. 2 and 3 are diagrams schematically showing the main part inside the housing when the exposure unit 5 of FIG. 1 is viewed from the top and side surfaces. In FIG. 3, it is shown together with the photoreceptor 8. FIG. 4 is a perspective view of the main part of the exposure unit 5 with the top cover removed.
露光ユニット5は、ビーム出射手段としての図2の4つの半導体レーザ501から、回転方向に複数の反射面を有した回転多面鏡502に向って照射される光ビーム(以後、入射ビームという)を上記反射面で反射し、反射して形成した光ビーム(以後、出射ビームという)により、図3の感光体8を走査する光走査装置である。
半導体レーザ501から回転多面鏡502までの光路(以後、入射ビーム光路という)と、回転多面鏡502から感光体8までの光路(以後、出射ビーム光路という)には、種々の光学部品が配置されている。
ここでは、入射ビーム光路に配置されている光学部品群を入射光学系、出射ビーム光路に配置されている光学部品群を出射光学系という。
The exposure unit 5 emits a light beam (hereinafter referred to as an incident beam) emitted from the four semiconductor lasers 501 in FIG. 2 as beam emitting means toward a
Various optical components are arranged in the optical path from the semiconductor laser 501 to the rotary polygon mirror 502 (hereinafter referred to as an incident beam optical path) and the optical path from the
Here, the optical component group arranged in the incident beam optical path is called an incident optical system, and the optical component group arranged in the outgoing beam optical path is called an outgoing optical system.
入射光学系は、半導体レーザ501から射出された入射ビームを回転多面鏡502に導く。上記入射ビーム光路の、4つの半導体レーザ501から回転多面鏡502に向う順に、4つのコリメートレンズ503、4つの第1反射ミラー504、シリンドリカルレンズ505、第2反射ミラー506が配列されている。
The incident optical system guides the incident beam emitted from the semiconductor laser 501 to the
コリメートレンズ503はそれぞれ、対応する半導体レーザ501から射出された光ビームを平行ビームに変換する。第1反射ミラー504はそれぞれ、対応するコリメートレンズ503から出射されるビームを反射しシリンドリカルレンズ505に入射させる、シリンドリカルレンズ505は、入射した光ビームを感光体8に対して副走査方向に集束するために配されている。第2反射ミラー506は、シリンドリカルレンズ505から出射される4つのビームを反射し、回転多面鏡502に入射する。ここでは、シリンドリカルレンズ505は、副走査方向については、それぞれが平行光となって当該レンズ505に入射した光ビームを、回転多面鏡502の反射面の表面でほぼ収束させ、主走査方向については、入射した光ビームをそのまま平行光として出射して、回転多面鏡502の反射面に入射させる。
以上のようにして、入射ビームは、回転多面鏡502の反射面の高さ方向中央域に照射される。
Each of the
As described above, the incident beam is applied to the central region in the height direction of the reflecting surface of the
一方、出射光学系は、回転多面鏡502の反射面により反射された出射ビームを回転多面鏡502から感光体8に導くと共に、感光体8上を照射した際のビームスポットが、所定の大きさとなり、感光体8上を等速度で走査するように作用する。
出射ビーム光路の、回転多面鏡502から感光体8に向う順に、第1fθレンズ507、出射折り返しミラー508、第2fθレンズ509が配列されている。
On the other hand, the outgoing optical system guides the outgoing beam reflected by the reflecting surface of the
A
第1fθレンズ507は、主走査方向において、回転多面鏡502から出射した平行光の光ビームを、感光体8の表面で所定のビーム径となるように収束させ、副走査方向において、回転多面鏡502から出射した拡散光の光ビームを平行光に変換する。また、第1fθレンズ507は、回転多面鏡502の等角速度運動により主走査方向に等角速度で移動する光ビームを、感光体8上の走査ライン上で等線速で移動するように変換する機能を有している。
The
出射折り返しミラー508は、回転多面鏡502で分離され第1fθレンズ507を通過した光ビームを反射し、第2fθレンズ509に入射させる。第2fθレンズ509は、副走査方向について、平行光で入射する光ビームを感光体8上で所定のビーム径となるように収束させ、主走査方向については、第1fθレンズ507で収束光となった光ビームをそのまま感光体8上へ収束させる。
The
以上のようにして、出射ビームは、第1fθレンズ507に向って通過し、出射折り返しミラー508に反射され、第2fθレンズ509を通過して感光体8に導かれる。
出射ビームは、回転多面鏡502の反射面における回転方向の位置により、異なる光路を通って感光体8に至る。出射ビームが感光体8を走査する仕方は、出射ビームは主走査ラインを定期的に走査する一方で、感光体8が回転するので、感光体8上は一定期間毎に異なる位置を光走査されることになる。
As described above, the outgoing beam passes toward the
The outgoing beam reaches the photosensitive member 8 through different optical paths depending on the position of the reflecting surface of the
上述のような光学系を構成する第1fθレンズ507や第2fθレンズ509は、図4に示すように、筐体510内に収容される。
本発明は、第1fθレンズ507の形状に特徴があり、さらに、第1fθレンズ507の筐体510への取付け構造にも特徴があるものである。
The
The present invention is characterized by the shape of the
第1fθレンズの構成例について、図5を用いて説明する。図5(A),(B),(E),(F)はそれぞれ、入射面側、上側、出射面側、及び下側から見た様子を示し、図5(C),(D)は、互いに反対の側方から見た様子を示す。
第1fθレンズ(以下、レンズと省略する)507は、例えば、ポリカーボネートの樹脂から構成されると共に、出射面側に突出する凸形状のレンズ面を有する。このレンズ507は、主走査方向に長軸を有する長尺レンズである。
レンズ507は、その長手方向のレンズ有効領域(レンズ機能の性能が保証される領域)外の両端が後述のように筐体510に支持される支持端部となっている。
A configuration example of the first fθ lens will be described with reference to FIG. 5 (A), (B), (E), and (F) show the state seen from the incident surface side, the upper side, the output surface side, and the lower side, respectively, and FIGS. , Shows the situation seen from opposite sides.
The first fθ lens (hereinafter abbreviated as “lens”) 507 is made of, for example, polycarbonate resin and has a convex lens surface that protrudes toward the exit surface. This
The
レンズ507は、その金型に設けたゲートから当該金型へ溶かしたポリカーボネートを射出して成形されるため、レンズ507の長手方向の一端部には、そのゲートに対応したゲート部571が設けられる。
レンズ507には、その長手方向の、ゲート部571側とは反対側のレンズ有効領域外の端部に、第1位置決め突起(以下、第1突起と省略する)572が一体的に形成される。第1突起572は、筐体510に対するレンズ507の長手方向(X方向)の取付けの位置決めを行うためのものであり、上記長手方向と直交する、レンズ507の厚み方向(レンズ507に対するビームの入射方向或いは射出方向、Y方向)の光入射側に突出している。第1突起572は、例えば、高さ3mm、直径3mmの円筒状に形成される。
Since the
The
通常、長尺(の結像)レンズの場合、光学性能を鑑みてレンズの歪みや反りの度合いを極力低減するために、流動性材料を用いてレンズを射出成形していく上で、樹脂の流動性を考慮して、レンズの端部にゲート部が形成される。レンズ507の端部にゲート部571が設けられるような場合、レンズ507の中央部分に大きなリブや突起などを設けると、樹脂の流動性や内部圧力バランスが悪くなってしまう。本発明のレンズ507では、ゲート部571とは反対側の端部に第1突起572を設けることで、レンズ面を形成する樹脂の流動性を阻害しないようにし、レンズ507に歪みや反りなどの発生を防止することができる。そのため、レンズ507を用いる光走査装置を搭載した画像形成装置では、画像の歪みなどの画質劣化を防止することができる。
In general, in the case of a long (imaging) lens, in order to reduce the degree of distortion and warpage of the lens as much as possible in view of optical performance, a resin is used in injection molding of the lens using a fluid material. In consideration of fluidity, a gate portion is formed at the end of the lens. In the case where the
また、レンズ507の長手方向のレンズ有効領域外の端部の入射面側の平坦部には、1つの第1突起572の他に、第2位置決め突起(以下、第2突起と省略する)573が一体的に形成されている。第2突起573は、第1突起572の突出方向に第1突起572の突出長さより短く突出している。この第2突起573は、筐体510に対するレンズ507の、厚み方向(Y方向)の位置決めを行うためのものである。第2突起573は、例えば、高さ0.3mm、直径2mmの円筒状に形成される。
In addition to one
第2突起573は、第1突起572の近傍に1つ、ゲート部側のレンズ有効領域外の端部の入射面側の平坦部に2つ設けられる。第2突起573は、(結像)レンズの入射面、出射面の向きを定義するために3つが必要十分であり、上述のように、レンズ長手方向側端部の一方に2つ、他方に1つを配置する。3つの第2突起573の位置は、二等辺三角形となる配置が取付け時の安定性が良い。さらに、上記平坦部の第1突起572と1つの第2突起573及び2つの第2突起573をそれぞれ、レンズ507の筐体への取付け方向に直線上に配することが好ましい。これらの配置が好ましい理由については後述する。
One
更に、レンズ507の長手方向のレンズ有効領域外の両端部の下面側には、第3位置決め突起(以下、第3突起と省略する)574が一体的に形成されている。第3突起574は、筐体510に対するレンズ507の取付けの上下方向(Z方向)の位置決めを行うためのものであり、例えば、高さ0.3mm、直径2mmの円筒状に形成される。
Further, third positioning protrusions (hereinafter abbreviated as third protrusions) 574 are integrally formed on the lower surface side of both end portions outside the lens effective area in the longitudinal direction of the
以上のように、レンズ507の長手方向の、ゲート部571と反対側のレンズ有効領域外の端部に第1突起572を形成することで、成形装置でレンズ507を成形する際、レンズ面も成形する樹脂の流動性を阻害しないようにし、レンズ507(のレンズ面)に歪みや反りなどの発生を防止することができる。
なお、ゲート部571側には、第2突起573及び第3突起574を形成されているが、その形成領域も長手方向におけるレンズ有効領域外であり、また、その高さは低いため、レンズ507を成形する樹脂の流動性を阻害することはない。
As described above, by forming the
Although the
上述のように、レンズ507は、光走査装置の筐体510への固定のために、長手方向、レンズ面の突出方向(レンズの厚み方向)、及びこれらと直交する方向(レンズの幅方向)の各方向に関する基準となる位置決め突起を備えることで、筐体510に対する位置決めの精度を確保している。
As described above, in order to fix the
続いて、光走査装置においてレンズが位置決めされて搭載される筐体について、図6〜図8を用いて説明する。図6は、レンズが取付けられる前の筐体のレンズ取付け部分の後方斜視図である。図7及び図8はそれぞれ、レンズが取付けられた状態での筐体のレンズ取付け部分の後方斜視図及び前方斜視図である。 Subsequently, a housing in which the lens is positioned and mounted in the optical scanning device will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a rear perspective view of the lens mounting portion of the housing before the lens is mounted. 7 and 8 are a rear perspective view and a front perspective view, respectively, of the lens mounting portion of the housing in a state where the lens is mounted.
筐体510は、レンズ507に対応した形状を有すると共に少なくとも一方が開放されているレンズ取付け部を有するもので、例えば、樹脂材料で射出成形することで得られる。図の例の筐体510が有するレンズ取付け部は、上方向が開放されたものである。このレンズ取付け部は、上方向(Z方向)から見てコの字型(すなわち上方及び側方に開口部を有する形態)の2つの凹部(凹所)511から構成され、これら凹部511の側方の開口部が互いに対向するようになっている。レンズ507の筐体510への取付けは、筐体510の開放方向(上方向)から、レンズ507の長手方向の両端(支持端部)を凹部511に差し込み受容させることにより行われる。
The
また、一方の凹部511の互いに対向する一側の側壁(本例では、後方の側壁512)の上側には、上下方向(Z方向)と直交する方向に延在する凹形状の溝513が一体的に形成されている。上述のようにレンズ507を上方向から差し込んだときに、レンズ507の第1突起571がこの溝513に収納され当該溝513と係合(嵌合)することにより、筐体に対するレンズ507の長手方向(X方向)の位置決めがなされる。
筐体510において、レンズ507は、筐体510の溝513の側面513aに第1突起572が接することにより、X方向に所定の値以上動くことがないようになっている。溝(位置決め溝)513の幅は、上記位置決めのために、レンズ507の第1突起572の幅(円筒部の直径)と略等しくなっており、本例では3mmであり、その公差は+0.05から0としている。なお、レンズ507の第1突起572の公差は−0.02から−0.07としている。
Also, a
In the
また、筐体510は、レンズ面の突出方向(Y方向)に関するレンズ507の位置決めのため、凹部511を形成する互いに対向する一側の壁面(図の例では凹部511の後側の側壁512の前面)が、Y方向基準面となっており、取付けられたレンズ507の第2突起573と当接するようになっている。また、凹部511の一方の側壁512の前面とレンズ507の第2突起573とが接し、他方の側壁514の後面とレンズ507の出射光側の端部の平坦面とが接することにより、レンズ507が厚み方向(Y方向)に所定の値以上動くことがないようになっている。なお、レンズ507が厚く、レンズ507の膨張度を考慮した場合に凹部511の前後の512,514の隙間が十分でない場合や上記隙間にレンズ507が挿入できない場合等は、レンズ507の第2突起573を金型上で削って微調整すればよい。
In addition, the
また、筐体510は、レンズ507の上下方向(Z方向)の位置決めを行うため、レンズ507の第3突起574と接しZ方向基準面となる台座部515を一体的に有する。台座部515は小面積で形成される。台座部515を小面積としている理由として、金型上で当該台座部515を削っていくことが容易であり、その高さを微調整することができ、設計上のレンズ507のZ方向の位置を調整できるからである。
In addition, the
以上のように、本発明の光走査装置では、筐体510のレンズ取付け部の開放方向からレンズ507を差し込むだけで、筐体に対するレンズの全方向に関する位置決め(レンズの長手方向、レンズの厚み方向、及びこれらと直交するレンズの幅方向)がなされるので、レンズを位置決めして筐体に組付けることが非常に容易である。また、位置決めの際に、別の部品や位置決め冶具を必要としないので、組み立てコストを抑えることができる。
As described above, in the optical scanning device according to the present invention, positioning in all directions of the lens with respect to the casing (the longitudinal direction of the lens and the thickness direction of the lens) is performed simply by inserting the
また、筐体510へのレンズ507の取付けの際、レンズ507のZ方向への抜け防止のため、例えば、一端に孔が形成された2枚の板バネ516を用いることができる。この場合、筐体510には、板バネ516固定用のネジ穴517を設けておく。そして、板バネ516を、当該板バネ516の一端の孔がネジ穴517上に位置すると共に、当該板バネ516の他端がレンズ507の側端上に位置するように筐体510上に配し、ネジ穴517にビス(ネジ)518を取付けて固定することで、レンズ507の両側を板バネ516のバネ性を利用して押さえ、レンズ507のZ方向への抜けを防止することができる。なお、板バネ516は、SUS材等から形成される。
Further, when the
また、他の抜け防止の方法として、位置決め溝513側(すなわちレンズ507の第1突起572側)の筐体510の底部の台座部515(Z方向基準面)に、UV硬化型接着剤を塗り、レンズ507を取付け、紫外線を塗布部分に照射することにより、筐体510に完全固定することができる。
As another method for preventing the removal, a UV curable adhesive is applied to the pedestal 515 (Z-direction reference surface) at the bottom of the
接着剤を用いた方法では、部品点数を減らし、組み立て作業性を向上させることで、さらにコストダウンを図ることができる。
なお、レンズ507の長手方向の両端底面の2箇所を接着固定したり、第1突起573が設けられた側の反対側で接着固定したりすると、光走査装置の温度上昇に伴ない、筐体510とレンズ507の線膨張係数の違いにより、レンズ507の長手方向に応力がかかることになり、レンズ507に歪みが生じ光学的性能に支障が生じる。上述のように、第1突起572が形成された側の一方のみで接着することで、第1レンズ507に応力や歪みが生じることはなく、良好な光学的性能が得られる。
In the method using an adhesive, the cost can be further reduced by reducing the number of parts and improving the assembly workability.
If two places on the bottom surface of both ends of the
上記のように、筐体510は、レンズ507をX,Y,Z方向に位置決めする、凹形状の位置決め溝513、凹部511の前後の側壁512,514及び台座部515を一体的に形成しているために、レンズ507の位置決め精度を良好にする。
As described above, the
次に、図5に戻って、レンズ507の第1突起572と第2突起573の位置関係について考察する。
まず、上記とは反対に、レンズ507の第1突起572と2つの第2突起573を同じ側に配置した仮定とする。
(1)レンズ507の筐体への取付け方向(レンズ507が筐体に差し込まれる方向)に対して、3つの突起572,573を直線上に配さない場合
レンズ507自体の大きさが長手方向に対して必要以上に大きくなってしまう。
(2)レンズ507の筐体への取付け方向に対して、3つの突起572,573を直線上に配した場合
レンズの短手方向(上下方向の長さ)が長くならないよう2つの第2突起573の間に第1突起572を配置したとすると、成形により構成される筐体において、筐体の開放方向からレンズを組付ける(取付ける)際に、取付け方向に関して第1突起572より後方の第2突起へ当接する面を設けることが困難となる。
Next, returning to FIG. 5, the positional relationship between the
First, it is assumed that the
(1) When the three
(2) When the three
次に、レンズ507の第1突起572と1つの第2突起573を同じ側に配置し、2つの第2突起573を反対側に配置したと仮定とする。
(A)レンズ507の筐体への取付け方向に関して、第1突起572及び1つの第2突起573や、2つの第2突起573を直線上に配さない場合
レンズ507自体の大きさが長手方向に関して必要以上に大きくなってしまう。
Next, it is assumed that the
(A) Regarding the mounting direction of the
この考察からも明らかなように、レンズ507に第2突起573を3つ設ける場合、第1突起572側に1つの第2突起573を配することが好ましく、さらに、レンズ507の取付け方向に対して、第1突起572及び1つの第2突起573を直線上に配置し、他の2つの第2突起573も同様に取付け方向に関して直線上に配することが好ましい。このように突起を配することにより、レンズ507の入射面、出射面の向きを安定的に位置決めすることができると共に、筐体510を成形上問題なく得ることができる。
As is clear from this consideration, when three
なお、レンズの各位置決め突起は、円筒形状に限られない。
以上のようなレンズ及び筐体から構成される光走査装置は、上記構成により組み立てが容易であるため、位置決めが必要なレンズを複数取付けて用いるカラー画像形成装置に適用した場合、従来に比べ短時間で容易に組み立てることができる。
Each positioning protrusion of the lens is not limited to a cylindrical shape.
Since the optical scanning device including the lens and the casing as described above is easy to assemble with the above configuration, when applied to a color image forming apparatus using a plurality of lenses that need to be positioned, the optical scanning device is shorter than the conventional one. Can be easily assembled in time.
1…画像形成装置、5…露光ユニット、501…半導体レーザ、502…回転多面鏡、503…コリメートレンズ、504…第1反射ミラー、505…シリンドリカルレンズ、506…第2反射ミラー、507…第1fθレンズ、508…出射折り返しミラー、509…第2fθレンズ、510…筐体、511…凹部、513…溝、515…台座部、516…板バネ、517…ネジ穴、517…板バネ、518…ビス、571…ゲート部、572…第1位置決め突起、573…第2位置決め突起、574…第3位置決め突起。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 5 ... Exposure unit, 501 ... Semiconductor laser, 502 ... Rotary polygon mirror, 503 ... Collimating lens, 504 ... 1st reflective mirror, 505 ... Cylindrical lens, 506 ... 2nd reflective mirror, 507 ... 1st ftheta Lens, 508... Output folding mirror, 509... Second f.theta. Lens, 510 .. casing, 511 .. recessed portion, 513 .. groove, 515 .. pedestal portion, "516" leaf spring, "517" screw hole, "517" leaf spring, "518"
Claims (9)
前記レンズは、前記感光体に対する主走査方向に長い長尺レンズを含み、当該レンズの少なくとも一つが、レンズの長手方向のレンズ有効領域外の両端に形成される支持端部を有し、前記両端に形成された支持端部の一に、レンズに対するビームの入射方向或いは射出方向の側面から突出する第1突起を有し、該第1突起により、前記レンズを支持する筐体に対し前記レンズの長手方向の位置決めがされることを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that scans a photoreceptor with a light beam from a light emitting source through at least a lens,
The lens includes a long lens that is long in the main scanning direction with respect to the photoconductor, and at least one of the lenses has support end portions formed at both ends outside the lens effective area in the longitudinal direction of the lens, One end of the support formed on the lens has a first protrusion protruding from a side surface in the direction of incidence or exit of the beam with respect to the lens, and the first protrusion causes the lens to be supported with respect to the housing that supports the lens. An optical scanning device characterized by being positioned in a longitudinal direction.
前記凹所は、前記レンズの前記支持端部が差込まれる上方の開口部と、互いに対向し差込まれたレンズの前記支持端部を受容する側方の開口部を有し、当該凹所を形成する互いに対向する一側の側壁に前記第1突起が嵌合する溝が形成され、
前記レンズは、前記凹所の上方の開口部から差込まれ、前記第1突起が前記溝に嵌合し、前記筐体に対し前記レンズの長手方向の位置決めがされて装着されることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 In the housing, a pair of recesses that hold the both ends of the lens are formed to face each other.
The recess has an upper opening into which the support end of the lens is inserted, and a lateral opening that receives the support end of the lens that is inserted facing each other. A groove into which the first protrusion is fitted is formed on one side wall facing each other to form
The lens is inserted from an opening above the recess, the first protrusion is fitted into the groove, and the lens is positioned with respect to the housing in the longitudinal direction. The optical scanning device according to claim 1.
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